[發明專利]氧化鎂納米球及其制備、應用氧化鎂納米球的高壓直流電纜料及其制備

在審

• 申請號: 201811455879.3
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109627547A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 于凡;王浩鳴;張翀;宋鵬憲;閆宏達;史曉寧;李維康
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院有限公司;國家電網有限公司;國網天津市電力公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08K5/375;C08K7/18;H01B3/44;C01F5/02;B82Y40/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 李靜

本發明涉及電纜材料技術領域，具體涉及氧化鎂納米球及其制備、應用氧化鎂納米球的高壓直流電纜料及其制備，本發明采用間隔劑燒結無規則形狀的氧化鎂納米顆粒，制成分散性和相容性好的氧化鎂納米球，利用氧化鎂納米球制備一種高壓直流電纜料，氧化鎂納米球在高壓直流電纜料基質中的分散性和與基質的相容性好，能穩定高壓直流電纜料復合介質中的電子，降低電阻率溫度系數，在70℃下電阻率溫度系數小于0.06，而且高壓直流電纜料配方減少分散劑的使用，不引入新的雜質，制得了成本低、使用壽命長、擊穿強度高和電阻率溫度系數小的高壓直流電纜料。

技術領域

本發明涉及電纜材料技術領域，具體涉及氧化鎂納米球及其制備、應用氧化鎂納米球的高壓直流電纜料及其制備。

背景技術

采用高壓直流塑料電纜的柔性直流輸電是國際大電網倡導的主流方向，高壓直流塑料電纜也是制約當前柔性直流輸電技術發展和應用的一項關鍵技術。全球高壓直流塑料電纜的需求在按指數增長，在不久的將來，除了用于大規模新能源的接入，基于電纜線路的柔性直流輸電也將在向偏遠地區供電、海上供電、城網增容改造、以及改善配網電能質量等方面發揮不可估量的作用。

目前在運的柔性直流電纜工作溫度都較低，由于交聯聚乙烯絕緣材料隨著溫度的升高電導率會急劇增大，而在直流電纜中電場分布取決于材料的電阻率，因此在電纜絕緣存在溫度梯度的情況下，絕緣中的場強隨著負荷的增大會發生反轉，最大電場強度將出現在絕緣屏蔽處，如果運行溫度過高，電纜絕緣的最大場強會進一步增大，從而超過電纜絕緣的耐受場強。

目前直流電纜絕緣料的電阻率溫度系數普遍在0.1/℃左右，隨著溫度的上升外屏蔽處的場強可提升至平均場強的4倍以上，因此研究一種低電阻率溫度系數的電纜絕緣料，降低絕緣電阻隨溫度的變化，均勻直流電纜中的電場分布就顯得格外重要。

現有中國專利CN104910495B公開了一種高壓直流電纜料及其制備方法，包括如下質量份的組分：90-100份低密度聚乙烯，0.5-3.5份改性納米氧化鎂，0.1-0.5份液體石蠟，0.001-0.08份抗氧劑和0.001-2.5份苯偶酰類化合物，采用硅烷偶聯劑制備改性納米氧化鎂，再將原料預混造粒制得高壓直流電纜料，納米粒子的加入能增加電子在熱激發狀態下發生躍遷的所需要的動能，從而減少高溫下交聯聚乙烯中電子躍遷速率，穩定電阻率的變化，但是在這個技術方案中采用傳統的硅烷偶聯劑改性納米氧化鎂，其工藝難以控制，且引入新的雜質，分散性和與聚合物基體的相容性都有所欠缺，在造粒過程中為了增加相容性加入液體石蠟，分散效果有限且又會引入新的雜質，導致電纜料的性能不能進一步提高。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中納米氧化鎂改性工藝復雜難以控制，分散性和與聚合物基體相容性欠缺的缺陷，從而提供一種分散性和相容性好的氧化鎂納米球及工藝簡單易于控制的制備方法。

本發明要解決的另一個技術問題在于克服現有技術中的高壓直流電纜料電阻率溫度系數較高的缺陷，從而提供一種低電阻率溫度系數的高壓直流電纜料及其制備方法。

為此，本發明提供了一種氧化鎂納米球。

優選的，其比表面積為200m²/g-350m²/g。

本發明還提供了一種上述氧化鎂納米球的制備方法，包括以下步驟：

球磨：將氧化鎂納米顆粒分散于溶劑中，然后球磨8-12小時，得到氧化鎂納米顆粒分散液；

噴霧造粒：向所述氧化鎂納米顆粒分散液中加入間隔劑混合均勻后，進行噴霧造粒，干燥得到氧化鎂球形粘合物；

燒結：將得到的氧化鎂球形粘合物燒結得到氧化鎂納米球。

優選的，在球磨步驟中，所述溶劑選自無水乙醇，氧化鎂納米顆粒與無水乙醇的比例為1g：10ml。